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Die vorliegende Masterarbeit „Einsatz von Design Based Research in der Fernerkundungsdidaktik – wissenschaftlich fundierte Entwicklung eines webbasierten Lernmoduls zur Förderung des Satellitenbildeinsatzes in der Schule“ ist im Rahmen des Masterstudienganges Bildungswissenschaften im Profil Fachdidaktik mit dem Schwerpunkt Naturwissenschaften im Wintersemester 2015/2016 an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg entstanden. Im Zeitalter von „Google Earth & Co.“ ist es nahezu jedem Menschen möglich, die Erde mit „anderen Augen“ zu sehen. Um in Zukunft jedem Menschen die Fähigkeit zu ermöglichen, Satellitenbilder „lesen“ zu lernen, bedarf es einer Sonderstellung der Schulen, die diese Fähigkeit kompetenzorientiert an die Schülerinnen und Schüler weitergeben. Da allerdings viele Lehrkräfte über nur wenig bis mangelnde Erfahrung im Bereich der digitalen Geomedien verfügen, kommt es zu erheblichen Problemen bei der didaktischen Aufbereitung dieser Themenstellungen. Daher ist es ein besonderes Ziel dieser vorliegenden Masterarbeit, ein Lernmodul zu entwickeln, das den Lehrkräften die Arbeit an den Schulen erleichtert. Hierfür wurde in einem Zeitraum von über einem Jahr das Lernmodul „Leben am Vulkan“, im Zusammenhang mit dem Projekt „Die Erde verstehen lernen – Einsatz moderner Satellitenbildtechnologie zur Erdbeobachtung für Jugendliche (Space4Geography)“ in der Abteilung Geographie an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg, entwickelt. Durch leitfadengestützte Experteninterviews konnten vorab Erkenntnisse gewonnen werden, die in die Konzeption des Lernmoduls mit eingebunden wurden. Für den Test des Lernmoduls wurden Schülerinnen und Schüler mit ihren Lehrkräften in die GIS-Station, dem Klaus-Tschira-Kompetenzzentrum für digitale Geomedien eingeladen, um das Lernmodul in seinen Prototypen zu testen und zu evaluieren. Eine teilnehmende Beobachtung diente der Erfassung des Schülerverhaltens und den eingesetzten Unterrichtsmedien, um Rückschlüsse auf deren Wirkung im Hinblick auf den Einsatz des Lernmoduls zu ziehen. Mit Hilfe des Einsatzes von Design Based Research war es möglich, das Lernmodul bedarfsgerecht zu optimieren und weiterzuentwickeln. Mit dem „Einsatz von Design Based Research in der Fernerkundungsdidaktik“ konnte die „wissenschaftlich fundierte Entwicklung eines Lernmoduls zur Förderung des Satellitenbildeinsatzes in der Schule“ eingeleitet werden. Dem digitalen Zeitalter wird damit weiterhin Rechnung getragen. Der Forschungsansatz Design Based Research ermöglichte einerseits die Entwicklung des Lernmoduls „Leben am Vulkan“ und andererseits dessen wissenschaftliche Begleitung, wobei theoriegestützte Ansätze dabei halfen, das Lernmodul zu evaluieren und zu optimieren. Die vorliegende Masterarbeit wurde mit Hilfe von qualitativen Forschungsanteilen innerhalb des DBR-Ansatzes durchgeführt und möchte dazu beitragen, Lernprozesse von Schülerinnen und Schülern zu optimieren.

Im Zeitalter von „Google Earth“ und Co ist es inzwischen annähernd jedem möglich, einen fesselnden Blick auf die Erde "von oben" zu werfen. Eingebunden in den Unterricht ermöglicht es die aktivierende Auseinandersetzung mit Satellitenbildern, vielfältige geographische Fragestellungen zu untersuchen. Das vielfach attestierte Lernpotential im Umgang mit dem Geomedium "Satellitenbild" differenziert zu untersuchen, ist eines der zentralen Anliegen dieser Studie. Im Rahmen der Treatments bearbeiteten die Untersuchungsteilnehmer mit Hilfe der webbasierten Fernerkundungssoftware „BLIF“ auf Grundlage von LANDSAT-Daten selbständig eine bildungsrelevante Fragestellung und führten die Satellitenbild-Analysen teilweise im Anschluss im regulären Geographieunterricht ihrer Schule fort. Die begleitende Untersuchung, welche primär die Testung kurz- und mittelfristiger Effekte der Auseinandersetzung mit digitalen Satellitenbildern intendierte, wurde als Fragebogenstudie mit Messwiederholung konzipiert. Um Aussagen über den didaktischen Mehrwert des Einsatzes von Satellitenbildern im Rahmen der Treatments zu tätigen, wurden bei 322 Schülern im Alter von 12-17 Jahren neben der Lernmotivation und dem akademischen Selbstkonzept als die zentralen Prädiktoren der Erhebung auch die Computer und Satellitenbild bezogenen Selbstwirksamkeitserwartungen zu verschiedenen Messzeitpunkten erfasst und deren Veränderung im Laufe der Erhebungsphase untersucht. Dabei zeigt sich, dass die handlungsorientierte Auseinandersetzung mit Satellitenbildern als motivationssteigernd und lernfördernd sowohl für Realschüler als auch für Gymnasiasten zu bewerten ist. Die Studie belegt, neben deutlichen Gendereffekten, u.a. eine hoch signifikante Zunahme des Selbstbestimmungsindex (SDI) im Rahmen der Treatments. Mit der Steigerung des SDI als bedeutsamer Prädiktor für die Qualität von Bildungsprozessen kann ein positiver Ausblick auf die Lernleistung der Schüler prognostiziert werden. Methodisch validiert wird dies u.a. durch die clusteranalytische Untersuchung der Nutzer- und Veränderungstypen hinsichtlich des Selbstkonzeptes und der Motivationsstruktur. Die Ergebnisse der Studie bestätigen, dass über die aktive Auseinandersetzung mit Satellitenbilddaten es möglich erscheint, bildende Lernprozesse zu initiieren. Diese werden dabei zu einem hohen Maß durch den selbstbestimmt motivierten Antrieb der Lernenden gesteuert.

Die Fernerkundung zählt zu den geographischen Arbeitsmitteln die in den vergangenen Jahrzehnten einen markanten Entwicklungsschub erfahren hat (LÖFFLER, HONECKER, STABEL 2005). Dadurch hat die Fernerkundung auch die geographische Forschung in starkem Maße beeinflusst und insbesondere der Einsatz von Satellitenbildern hat ihr neue Möglichkeiten eröffnet. Dieser Einsatz wurde treffenderweise als „dritte Entdeckung der Erde“ (BODECHELT, GIERLOFF-EMDEN 1974) bezeichnet. Fernerkundung findet beispielsweise in der Werbung, in Nachrichtensendungen oder im Wetterbericht einen immer größeren Einzug in die Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler, aber auch in Form von virtuellen Globen. Virtuelle Globen wie „Google Earth“ oder „NASA Worldwind“ ermöglichen es, jeden Ort der Erde aus der Vogelperspektive zu betrachten. Die Firma Google berichtetet, dass alleine im Jahre 2006 „Google Earth“ mehr als 100 Millionen Mal herunter ge-laden wurde. Satellitenbildern kommt nicht nur in Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit eine große Bedeutung zu – inzwischen wird der Einsatz von Fernerkundungsdaten auch in den Bildungsplänen und den nationalen Bildungsstandards des Faches Geographie gefordert. Die konkrete Umsetzung dieses theoretischen Anspruchs im Schulalltag stellt sich bis heute allerdings nur sehr zögerlich ein. Dabei weisen Fernerkundungsdaten durch ihre hohe Anschaulichkeit und Aktualität neben ihrer fachlichen Relevanz vor allem auch ein großes didaktisches Potenzial auf (WOLF & SIEGMUND 2007). Der Einsatz von Satellitenbildern als Arbeitsinstrument im Erdkunde- und fächerübergreifenden Unterricht ermöglicht die Förderung der Medien- und Methodenkompetenz (Bildverständnis, Bildinterpretation), der Lesekompetenz von Bildern sowie die Kompetenzen der räumlichen Orientierung der Schüler als wichtige Basiskompetenzen in einem visuellen Zeitalter (HIEBER & LENZ 2007). Die vorliegende Arbeit analysiert, in welchem Maß die Fernerkundung dazu bei-tragen kann, einem Hauptanspruch von Schule, der Bildung für ein kompetentes Verhalten im täglichen Leben, oder wie es Porritt bezeichnet: „Education for Life on Earth“ (Porritt 1988), gerecht zu werden. Dazu wird eine internationale Be-standsaufnahme zum Einsatz von Satellitenbildern im Unterricht durchgeführt mit dem Ziel, durch die Analyseergebnisse fernerkundungsdidaktische Grundsätze ableiten zu können.